第9章 2 第2节 库仑定律（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

该高中物理课件围绕库仑定律展开，涵盖点电荷概念、库仑定律内容公式及适用条件、静电力叠加等核心知识点。通过带电小球丝线偏离角度实验引入，连接电荷间相互作用的初步认知，搭建从实验现象到规律总结的学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，通过库仑扭秤实验的控制变量法（探究F与r、q关系）培养科学探究能力，点电荷模型建构体现科学思维中的模型建构，例题与练习结合科学推理（如库仑力计算、静电力矢量合成）。采用“课前梳理-课堂探究-随堂巩固”结构，助力学生深化相互作用观念，教师可借助清晰脉络与分层练习提升教学效率。

第2节　库仑定律 1 学习目标 1．知道点电荷的概念，知道库仑定律的内容、公式、适用条件。 2．会用库仑定律进行熟练计算。 3．体会控制变量法探究库仑定律的过程。 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、电荷之间的作用力 1．实验探究 (1)带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角。 (2)在电荷量不变的情况下，小球离带电体越近， 角度θ越大，离带电体越远，角度θ越小。 (3)在距离不变的情况下，带电体电荷量越大，角度θ越大，电荷量越小，角度θ越小。 (4)结论：影响两电荷之间相互作用力的因素：距离、电荷量。电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。 返回导航 2．库仑定律：真空中两个________点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向____________________。 3．静电力：电荷之间的相互作用力，也叫库仑力。 4．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小________得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响____________时，这样的带电体可以看作带电的点。点电荷是一种理想化模型。 静止 在它们的连线上 大 可以忽略 返回导航 二、库仑的实验 1．库仑做实验用的装置叫作______________(如图所示)。 库仑扭秤 返回导航 2．实验原理及过程 (1)库仑的实验是通过悬丝_______________比较静电力F的大小。实验结果发现静电力F与距离r的__________成反比，即F∝________。 (2)库仑在实验中为研究F与q的关系，根据两个__________的金属小球__________后，总电荷量____________的方法，发现F与q1和q2的________成正比，即F∝q1q2。 扭转的角度 二次方 完全相同 互相接触 平均分配 乘积 返回导航 3．实验结论 (1)静电力：F＝k________，式中的k叫作静电力常量。 (2)当两个点电荷所带电荷为同种时，它们之间的作用力为________；反之，为异种时，它们之间的作用力为________。 (3)在国际单位制中，静电力常量k＝____________________。 斥力 引力 9．0×109 N·m2/C2　 返回导航 三、静电力计算 1．两个点电荷间的作用力________因第三个点电荷的存在而有所改变。 2．两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的________。 不会 矢量和 返回导航 √ ×　 判断下列说法是否正确。 (1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法。(　　) (2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷。(　　) (3)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷。(　　) (4)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力。(　　) √ ×　 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 12 知识点一　点电荷 有人说“点电荷是指电荷量很小的带电体”，这种说法对吗？为什么？ [提示]　不对。一个带电体能否看成点电荷，要看所研究的具体问题，而不是由物体的大小或所带电荷量大小而定。 返回导航 1．点电荷模型 只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 2．带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状和大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷。 返回导航 3．元电荷与点电荷 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是迄今为止科学实验发现的最小电荷量。 (2)点电荷是不考虑带电体的大小和形状及电荷分布状况的带电体，其所带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷的整数倍。 返回导航 √ (多选)下列关于点电荷的说法正确的是　(　　) A．两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷 B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷 C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 √ 返回导航 [解析]　无论两带电体自身大小怎样，当两带电体之间的距离远大于它们的大小时，带电体本身的大小对于所研究的问题影响很小，可把带电体看作点电荷，A正确，C错误；尽管带电体很小，但两带电体相距很近，以至于本身的大小和形状对问题的影响不能忽略，两带电体也不能被看作点电荷，B错误；两个带电金属小球，当离得很近时，若带同种电荷，相互排斥，等效的点电荷间距大于球心距离，若带异种电荷，相互吸引，等效的点电荷间距小于球心距离，D正确。 返回导航 知识点二　库仑定律 原子结构模型示意图如图所示。该模型中，电子绕原子核做匀速圆周运动，就像地球的卫星一样。观察图片，思考：电子做匀速圆周运动所需的向心力是由原子核对电子的万有引力提供的吗？ [提示]　不是，因万有引力远小于库仑力，故向心力是由原子核对电子的库仑力提供。 返回导航 1．适用条件 (1)真空。 (2)静止点电荷。 这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立；库仑定律也适用于场源电荷静止、受力电荷运动的情况。 2．库仑力 (1)大小计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。 (2)方向判断：在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 返回导航 3．两个应用 (1)计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。 (2)分析两个带电球体间的库仑力 ①两个均匀带电的导体球，相距比较远时，可以看成点电荷，库仑定律也适用，二者间的距离就是球心间的距离。 返回导航 ③均匀带电的绝缘球体即使距离近，也能看成点电荷，库仑定律也适用。 返回导航 √ 角度1　库仑的实验 如图所示是研究“点电荷之间相互作用规律”的库仑扭秤装置，下列说法正确的是(　　) A．A、C球带电量必须相等 B．需要精确测量小球的电荷量 C．通过悬丝扭转的角度比较力的大小 D．探究出库仑力与距离成反比 返回导航 [解析]　实验中将A、C球接触，使两球所带的电荷量相同，故A、C球带电量不需要相等，故A错误；在库仑那个时代，没有电荷量的单位，不可能准确测出每个小球的电荷量，故B错误；悬丝扭转的角度越大说明A、C球间的库仑力越大，故通过悬丝扭转的角度比较力的大小，故C正确；题图中探究出库仑力与距离的平方成反比关系，故D错误。 返回导航 √ 返回导航 返回导航 √ 返回导航 返回导航 √ 返回导航 返回导航 知识点三　静电力的叠加 1．两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。这个结论通常叫作静电力叠加原理。 2．静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现。因此静电力的合成与分解遵循平行四边形定则，如图所示。 返回导航 √ 返回导航 返回导航 【教材经典P10第4题】在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的同种点电荷。如果保持它们的位置不变，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力是多少？ 返回导航 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 35 √ 1．(库仑的实验)(多选)(2025·广东广州市期中)如图是探究库仑力的装置，将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零，此时电子秤示数为零，给A、B带上同种电荷，A、B电荷可看成点电荷。下列说法正确的是(　　) A．实验中A、B所带电荷量可以不相等 B．A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等 C．电子秤的示数与A、B间的距离成反比 D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数减半 √ √ 返回导航 解析：库仑力是电荷间的相互作用力，库仑力与电荷所带电荷量的多少有关，与电荷间的距离有关，在探究库仑力的规律时，A、B所带电荷量可以不相等，A正确；A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力，故大小相等，B正确；两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比，C错误；用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，则A所带电荷量减少一半，因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，D正确。 返回导航 √ 返回导航 返回导航 √ 返回导航 返回导航 4．(静电力的叠加)如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(　　) A．F1　　　　 B．F2 C．F3 D．F4 √ 返回导航 解析：对c球受力分析，如图所示，由于b球的电荷量比a球的大，故b球对c球的库仑力较大，根据平行四边形定则，合力的方向如图，即沿着F2的方向。 返回导航 $